Термическое старение массивных резиновых элементов горных машин в напряженном состоянии

Abstract

Проанализирован процесс термического старения массивных резиновых элементов горных машин в напряжѐнном состоянии. Описано влияние на характеристики резины различных сред и условий эксплуатации (напряжение, температура, агрессивное влияния внешней среды). Выявлены закономерности и получены зависимости определяющие термическое старение резины в условиях статического нагружения. На основании полученных зависимостей сделан вывод о том, что термическое воздействие на резиновые элементы в условиях статического нагружения приводит к уменьшению их жесткостных параметров и уменьшению коэффициента диссипации энергии. Это, в свою очередь, приведет к изменению амплитудно-частотных характеристик машин. Также были получены экспериментальные данные, показывающие, что щелочная среда при комнатной температуре линейно уменьшает жѐсткость виброизоляторов, что связано с набуханием образцов. При 100С и действии щелочной среды жѐсткость образцов линейно возрастает, что связано с преобладанием влияния термодеструкции на жесткостные параметры образцов. Полученные результаты рассматриваются в приложении к динамике конвейера КВ1Т-0.15 с виброизоляторами типа ВР-201 и инерционным приводом. В результате расчѐтов видно, что за счет термического старения статически напряженных виброизоляторов при постоянных частоте колебаний и силе инерции за 1250 часов наблюдения амплитуда уменьшилась с 3 мм до 2,6 мм.

Проаналізовано процес термічного старіння масивних гумових елементів гірничих машин у напруженому стані. Описано вплив на характеристики гуми різних середовищ і умов експлуатації (напруга, температура, агресивні впливи зовнішнього середовища). Виявлено закономірності та отримані залежності, що визначають термічне старіння гуми в умовах статичного навантаження. На підставі отриманих залежностей зроблено висновок про те, що термічний вплив на гумові елементи в умовах статичного навантаження призводить до зменшення їх жорсткісних параметрів і зменшенню коефіцієнта дисипації енергії. Це, у свою чергу, призведе до зміни амплітудно-частотних характеристик машин. Також були отримані експериментальні дані, які показують, що лужне середовище при кімнатній температурі лінійно зменшує твердість віброізоляторів, що пов'язане з набряканням зразків. При 100 0С и дії лужного середовища твердість зразків лінійно зростає, що пов'язане з перевагою впливу термодеструкції на жорсткісні параметри зразків. Отримані результати розглядаються відносно динаміки конвеєра КВ1Т0.15 з віброізоляторами типу ВР201 та з інерційним приводом. У результаті розрахунків видно, що за рахунок термічного старіння статично напружених віброізоляторів при постійних частоті коливань і силі інерції за 1250 годин спостереження амплітуда зменшилася з 3 до 2,6 мм.

A process of thermal aging of the stressed massive rubber elements in mining machines is analyzed. An effect of different environments and operating conditions (pressure, temperature, aggressive influence of the environment) on the rubber characteristics is described. Regularities and dependences which define thermal aging of the rubber under static stress are explained. Basing on these dependencies, it is concluded that the thermal effect on the rubber elements in conditions of static stress leads to degradation of the rubber stiffness and decrement of the energy dissipation. This, in its turn, changes amplitude-frequency characteristics of the machines. The theoretical results are considered for applying in dynamics of the conveyor KV1T 0.15 with vibration isolators of the BP 201 type and inertial drive. The calculations show that, due to thermal aging of statically-stressed vibration isolators at constant oscillation frequency and force of inertia, the amplitude has decreased from 3 mm to 2.6 mm for 1.250 hours of observation.